Người ta thực hiện thí nghiệm sóng dừng trên một dây đàn hồi có hai đầu cố định dài 75,0 cm để đo tốc độ truyền

Bài 1 trang 61 Vật Lí 11: Người ta thực hiện thí nghiệm sóng dừng trên một dây đàn hồi có hai đầu cố định dài 75,0 cm để đo tốc độ truyền sóng trên dây. Khi tần số sóng bằng 120 Hz thì trên dây xuất hiện 6 bụng sóng.

a) Tính tốc độ truyền sóng trên dây.

b) Tăng lực căng dây để tăng tốc độ truyền sóng gấp hai lần. Với những giá trị nào của tần số thì sóng dừng có thể được hình thành trên dây?

Trả lời

a) Trên dây sợi dây có hai đầu cố định, xuất hiện 6 bụng sóng nên chọn n = 6.

Áp dụng công thức: $\mathcal{l}=n\frac{v}{2f}\Rightarrow 0,75=6.\frac{v}{2.120}\Rightarrow v=30m/s$

b) Tăng tốc độ truyền sóng gấp hai lần: v' = 2v = 60 m/s.

$\Rightarrow \mathcal{l}=n\frac{v\text{'}}{2f}\Rightarrow f=\frac{nv\text{'}}{2\mathcal{l}}=\frac{n.60}{2.0,75}=40n$

Với n = 1 thì f = 40 Hz

Với n = 2 thì f = 80 Hz

Với n = 3 thì f = 120 Hz

Với n = 4 thì f = 160 Hz

…

Vậy với các giá trị tần số thoả mãn f = 40 n (với n = 1; 2; 3;…) thì trên dây có sóng dừng và tốc độ truyền sóng là 60 m/s.